(57)【要約】【課題】  従来型のフォトリソグラフィーの工程を必要とせず、かつ、透明で十分な導電性を示す導電膜の厚膜を印刷法で実現する透明電極の製造方法、当該製造方法で得られる透明電極、用いる導電インキ、撥液性透明絶縁インキを提供する。【解決手段】  樹脂、及び、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を含有する撥液性透明絶縁インキを用いて、印刷法によりパターンを形成する工程、前記した撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に対してはじき性を有する導電インキを全面に塗布し、該導電インキが、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に、はじかれることにより、基板上の、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜が形成されていない部分に導電インキ層を形成する工程を有する透明電極の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパターン化された導電性層を有する透明電極の製造方法であって、
（１）樹脂、及び、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を含有する撥液性透明絶縁インキを用いて、印刷法によりパターンを形成する工程、及び、
（２）前記した撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に対してはじき性を有する導電インキを全面に塗布し、該導電インキが、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に、はじかれることにより、基板上の、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜が形成されていない部分に導電インキ層を形成する工程を有することを特徴とする透明電極の製造方法。
【請求項２】
前記した撥液性透明絶縁インキ中の、シリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤の含有量が、０．５〜２０質量％である請求項１に記載の透明電極の製造方法。
【請求項３】
前記した導電インキが、ポリ（３，４−エチレンジオキシチエオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）又はポリアニリンから選ばれる導電性有機材料、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー又はカーボンナノチューブから選ばれる導電性無機材料を含有する導電インキである請求項１又は２に記載の透明電極の製造方法。
【請求項４】
前記した、撥液性透明絶縁インキ層が撥水性インキを用い、導電インキ層が親水性透明導電インキを用いて形成される請求項１〜３の何れかに記載の透明電極の製造方法。
【請求項５】
前記した、撥液性透明絶縁インキ層が撥油性インキを用い、導電インキ層が疎水性透明導電インキを用いて形成される請求項１〜３の何れかに記載の透明電極の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の透明電極の製造方法で得られる透明電極。
【請求項７】
請求項１〜４に記載の透明電極の製造方法に用いる導電インキ。
【請求項８】
請求項１〜４に記載の透明電極の製造方法に用いる撥液性透明絶縁インキ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明電極の製造方法、透明電極及びそれに用いる導電インキ及び撥液性透明絶縁インキに関する。
【背景技術】
【０００２】
透明電極は、ガラス、透明フィルム等の基材上に、ＩＴＯの場合は蒸着で、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン等の場合は、これらを含有する塗布液を全面に塗布した後、エッチング工程を経てパターニングが施される。しかしながら、エッチング工程を伴うパターニングは、フォトレジストの塗工、マスクを介しての露光工程というフォトリソグラフィー工程、エッチング工程、レジスト除去工程を要し、生産性に課題を残している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
エッチング以外でのパターニング方法として、導電性インキを用いた直接の印刷法があるが、透明性を必須とする導電材料を含有する導電インキは、十分な導電性を維持するための厚膜印刷が困難であった。そのため、透明基材上に、撥水性のパターンを形成した後、親水性の導電インキを用いて、撥水性パターン以外の箇所に導電層を設けることが提案されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、主として、撥水パターンをエッチング法により作製するため、生産工程上、複雑さが残る。
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９８１０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１２３５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来型のフォトリソグラフィーの工程を必要とせず、かつ、透明で十分な導電性を示す導電膜の厚膜を印刷法で実現する透明電極の製造方法を提供することにある。又、当該製造方法で得られる透明電極、当該製造方法に用いることができる、粘度や液体成分の揮発性制御など細かな制約が不要な導電インキ、撥液性透明絶縁インキを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、撥液性透明絶縁インキを用いた印刷法により絶縁パターンを形成した後、導電インキを全面に塗布する印刷（コーティング）方式において、絶縁パターンに対する導電インキの撥液性を利用して、厚膜でパターン化された電極を有する透明電極の製造方法を見出した。
【０００７】
すなわち、本発明は第一に、
基板上にパターン化された導電性層を有する透明電極の製造方法であって、
（１）樹脂、及び、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を含有する撥液性透明絶縁インキを用いて、印刷法によりパターンを形成する工程、及び、
（２）前記した撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に対してはじき性を有する導電インキを全面に塗布し、該導電インキが、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に、はじかれることにより、基板上の、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜が形成されていない部分に導電インキ層を形成する工程を有する透明電極の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明は第二に、前記した製造方法で得られる透明電極を提供する。更に、本発明は、第三に、前記した透明電極の製造方法に用いる導電インキ、撥液性透明絶縁インキを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、絶縁性層パターン、電極層の何れも印刷乃至コーティングの手法を用いて層を形成することが可能となり、製造工程が簡略化された透明電極の製造方法が提供できる。また、厚膜の電極層の形成が可能で、導電性が十分な透明電極を得ることができる。更に、インキの粘度や溶剤揮発性の影響を受けることのない導電インキを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、基板上にパターン化された導電性層を有する透明電極の製造方法であって、（１）樹脂、及び、シリコーン系又はフッ素系の界面活性剤を含有する撥液性透明絶縁インキを用いて、印刷法によりパターンを形成する工程、及び、
（２）前記した撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に対してはじき性を有する導電インキを全面に塗布し、該導電インキが、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜に、はじかれることにより、基板上の、該撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜が形成されていない部分に導電インキ層を形成する工程を有する透明電極の製造方法を提供するものである。
【００１１】
本発明において、「透明電極」とは、基板上に導電性を有する層を形成してなり、電圧の印加によって通電する性質を有し、かつ電極を設けた基板全体として観測者からみて光を透過する状態である電極をいう。
【００１２】
「パターン」とは、基板上の電極の１部または全部の配線や回路をいう。又、「はじかれる」とは、２つの物質の界面が混合あるいは融合することのない状態を表わす。「はじき性を有する」とか「撥液」についても同義である。本発明においては、パターン化された撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜によって、導電インキがはじかれる性質を利用している。
【００１３】
本発明に用いる基板としては、透明で、絶縁性を示す材料であれば、任意の材料を用いることが出来る。例えば、ガラス板、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等を例示できる。基板に、コロナ処理等の前処理を施したり、導電インキとの親和性が高い透明絶縁インキをアンカー剤として使用することも出来る。後者の例として、水性透明導電インキを用いる場合は、ポリビニルアルコール等の親水性の高い透明絶縁材料を用いた水性インキを適用することができる。
【００１４】
本発明に用いる撥液性透明絶縁インキは、その乾燥皮膜が、次工程に用いる導電インキをはじく性質を有するものであり、バインダー樹脂、溶剤、反応性希釈剤等とともに、シリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤を含有し、それら界面活性剤含有量が、０．５〜２０質量％であることが好ましい。
【００１５】
前記したシリコーン系界面活性剤としては、ジメチルシロキサン骨格を持つシリコーンオイル、シリコーン樹脂、及びこれらのメチル基の一部がアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシル基等により置換されている変性シリコーンオイル、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。又、フッ素系界面活性剤としては、パーフルオロアルキル基を持つモノマーと、各種反応性基を持つモノマーを反応させた、パーフルオロアルキル基を側鎖に持つポリマー、オリゴマーが挙げられる。
【００１６】
前記した撥液性透明絶縁インキのバインダー樹脂としては、インキ中に含有されるシリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤との相溶性があり、乾燥後に固体状になる高分子化合物から任意に選択することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アセタール樹脂、フェノール樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース等のセルロース系樹脂、塩素化ゴム、石油樹脂、フッ化ビニリデン樹脂等が使用できる。
【００１７】
撥液性透明絶縁インキを用いたパターニングは、任意の印刷方式を採用することができるが、パターン精度が、５〜２０μｍ幅程度の場合は、凸版反転印刷方法、パターン精度が、２０μｍ〜の場合は、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等が使用できる。
【００１８】
例えば、撥液性透明絶縁インキの粘度を、１〜２０Ｐａ・ｓ程度に調製し、グラビア印刷方式を採用すると、精度が、２０±５、膜厚が、１．５〜２．５μｍ程度のパターン化された層を得ることが出来る。
【００１９】
本発明に用いる導電インキは、前工程でパターン化された撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜にはじかれる性質を有するものである。導電性成分としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチエオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、又は、ポリアニリンから選ばれる導電性有機材料、金属ナノ粒子、金属ナノワイヤー又はカーボンナノチューブから選ばれる導電性無機材料を含有することが好ましい。導電インキはそれ自体透明であることは望ましい。しかしながら、十分な導電性が得られ、且つ、電極回路を細線化することで(開口率をあげることで)、電極全体としての透過率が向上できれば、導電インキ自体は不透明であっても差し支えない。
【００２０】
導電インキは、前記の工程でパターン化された撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜を有する基板上に塗布される。パターン化された撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜によってはじかれた導電インキは、基板上の、撥液性透明絶縁インキの乾燥皮膜が形成されていない部分に層を形成する。
【００２１】
乾燥は、撥液性透明絶縁インキの場合と同様に、任意の方法で実施することができる。
【００２２】
得られた透明電極の表面抵抗値は、低抵抗率計ロレスターＧＰ、簡易テスターで測定した。
【実施例】
【００２３】
実施例を例示しながら以下に詳説する。尚、本発明の構成はこれら実施例の形態に限定されるものではない。
【００２４】
調製例１：撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）
バインダー樹脂として、エポキシ樹脂（ＨＰ７２００：ＤＩＣ製）を２．０ｇ、親油性溶剤として、イソプロピルアルコールを９．０ｇ、エチルアセテートを９．０ｇ、フッ素系界面活性剤（Ｆ−１７８Ｋ：ＤＩＣ製、固形分３０％）を１．３３ｇ配合し、撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）を調製した。
【００２５】
調製例２：比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）
バインダー樹脂として、エポキシ樹脂（ＨＰ７２００：ＤＩＣ製）を２．０ｇ、親油性溶剤として、イソプロピルアルコールを９．０ｇ、エチルアセテートを９．０ｇ配合し、比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）を調製した。
【００２６】
調製例３：水性透明導電インキ（Ｂ−１）
導電性成分として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチエオフェン）／ポリスチレンスルホン酸を含有する水性透明導電材料であるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ塗料（ＯＲＧＡＣＯＮ Ｓ３００ＨＴ  Ｇ３：日本アグファマテリアルズ製Ｏｒｇｃｏｎ Ｓ３００ＨＴ  ｇｅｎ．３：アグファマテリアルズ社製）３．０ｇに、顕色材としてチタンブラック（１３ＭＴ：三菱化学製）を０．１ｇ配合して水性透明導電インキ（Ｂ−１）を調製した。
【００２７】
調製例４：水性導電インキ（Ｂ−２）
ナノＡｇ塗料（Ａｇ-Ｑ１Ｎ-Ｐ４：ＤＩＣ製）を水性導電インキ（Ｂ−２）として用いた。
【００２８】
（実施例１）
ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡製）上に、前記撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）を用いて、フレキソ印刷にて、一辺が５ｍｍの正方形が周期的に配列した市松模様のパターン印刷を施した。１００℃で５分間乾燥した後、該フィルム上に、前記水性透明導電インキ（Ｂ−１）を、バーコーター（＃７）で塗工した。尚、水性透明導電インキ（Ｂ−１）に顕色材としてチタンブラックを添加したのは、水性透明導電インキ（Ｂ−１）層を顕微鏡観察するためである。顕微鏡観察の結果、チタンブラックで着色された水性透明導電インキ（Ｂ−１）の層は、パターン化された撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）層部分には存在せず、撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）のパターン化されていない部分（非画線部）にのみ存在することを確認できた。
【００２９】
（実施例２）
ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡製）上に、前記撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）を用いて、フレキソ印刷にて、Ｌ／Ｓ＝１００μｍ／１００μｍに配列したマトリクスパターン印刷を施した。１００℃で５分間乾燥した後、該フィルム上に、前記水性導電インキ（Ｂ−２）をバーコーター（＃３）で塗工した。顕微鏡観察の結果、水性導電インキ（Ｂ−２）の層は、パターン化された撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）層部分には存在せず、撥水性透明絶縁インキ（Ａ−１）のパターン化されていない部分（非画線部）にのみ存在することを確認できた。
【００３０】
（比較例１）
ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡製）上に、前記水性透明導電インキ（Ｂ−１）をフレキソ印刷、およびグラビア印刷でベタ印刷をした。導電インキ層の厚さは共に０．１μｍ以下、表面抵抗値は共に１０００００Ω／□以上であり、電極としては機能しない程度であった。
【００３１】
（比較例２）
ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡製）上に、前記比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）を用いて、フレキソ印刷にて、一辺が５ｍｍの正方形が周期的に配列した市松模様のパターン印刷を施した。１００℃で５分間乾燥した後、該フィルム上に、前記水性透明導電インキ（Ｂ−１）をバーコーター（＃７）で塗工した。顕微鏡観察の結果、比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）のパターン化されていない部分（非画線部）、およびパターン化された比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）層部分に、水性透明導電インキ（Ｂ−１）の層が存在し、水性透明導電インキのパターニングをすることはできなかった。
【００３２】
（比較例３）
ＰＥＴフィルム（コスモシャインＡ４３００：東洋紡製）上に、前記比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）を用いて、フレキソ印刷にて、Ｌ／Ｓ＝１００μｍ／１００μｍに配列したマトリクスパターン印刷を施した。１００℃で５分間乾燥した後、該フィルム上に、前記水性導電インキ（Ｂ−２）をバーコーター（＃３）で塗工した。顕微鏡観察の結果、比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）のパターン化されていない部分（非画線部）、およびパターン化された比較例用撥水性透明絶縁インキ（Ａ−２）層部分に、水性導電インキ（Ｂ−２）の層が存在し、水性導電インキのパターニングをすることはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明によれば、従来型のフォトリソグラフィーの工程を必要とせず、かつ、透明で十分な導電性を示す導電膜の厚膜を印刷法で実現する透明電極の製造方法を提供することができる。タッチパネル、有機ＥＬパネルその他パターニングされた透明電極を有するデバイス等に広く展開が可能である。